DE69115504T2 - METHOD FOR CLEANING ALUMINUM AND ALUMINUM ALLOYS - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein neues Verfahren zur Reinigung von Aluminium und Aluminiumlegierungen (beides unten kurz mit dem einfachen Ausdruck "Aluminium" bezeichnet, wenn der Zusammenhang nichts anderes erfordert), das einen Oberflächenzustand erzeugt, der für anschließende Umwandlungsbehandlungen optimal ist und gegenüber der Entwicklung von schwarzem Schmutz auf der Aluminiumoberfläche hochgradig beständig ist. Die Erfindung kann eingesetzt werden, um die Oberfläche von Aluminiumblech, -streifen, -behältern oder dergleichen zu reinigen.The present invention relates to a new process for cleaning aluminium and aluminium alloys (both referred to below as simply "aluminium" unless the context requires otherwise) which produces a surface condition which is optimal for subsequent conversion treatments and is highly resistant to the development of black dirt on the aluminium surface. The invention can be used to clean the surface of aluminium sheet, strip, containers or the like.
Aluminiumbehälter werden typischerweise durch eine Zieh- und Formungsoperation hergestellt, die als Abstreckziehen oder Ziehen und Abstrecken bekannt ist. Dieses Verfahren führt zur Abscheidung von Gleitmittel und Formenöl auf der Oberfläche des Behälters. Außerdem werden häufig kleine Fragmente von übriggebliebenem Aluminium auf der Oberfläche abgeschieden und sind in relativ großen Mengen auf der Innenfläche des Behälters vorhanden. Die Oberfläche des Behälters wird zum Beispiel vor einer Umwandlungsbehandlung oder dem Anstreichen des Behälters gereinigt, und die Oberfläche muß frei von Verunreinigungen sein, die zu einer weniger als ausgezeichneten Wasserbenetzbarkeit führen und somit die anschließende Verarbeitung der Behälter beeinträchtigen würden.Aluminum containers are typically manufactured by a drawing and forming operation known as ironing or drawing and ironing. This process results in the deposition of lubricant and mold oil on the surface of the container. In addition, small fragments of leftover aluminum are often deposited on the surface and are present in relatively large amounts on the interior surface of the container. The surface of the container is cleaned prior to, for example, any conversion treatment or painting of the container, and the surface must be free of contaminants that would result in less than excellent water wettability and thus affect subsequent processing of the containers.
Zur Zeit sind die Zusammensetzungen, die normalerweise kommerziell zur Reinigung von Aluminiumbehältern eingesetzt werden, wäßrige Schwefelsäurelösungen, die Fluorwasserstoffsäure und wenigstens ein Tensid enthalten, oder wäßrige Lösungen, die Phosphorsäure, Salpetersäure oder Fe³&spplus; und Schwefelsäure sowie wenigstens ein Tensid enthalten. Diese Reinigungslösungen sind äußerst effektiv und bieten viele Vorteile, sie leiden aber dennoch unter bestimmten Typen von Problemen, die solchen sauren Reinigungszusammensetzungen inhärent sind. So können diese Zusammensetzungen zum Beispiel die Ausrüstung aus rostfreiem Stahl oder aus einer anderen Eisenlegierung, die typischerweise für eine Behälterreinigungsstraße verwendet wird, auflösen und korrodieren. Außerdem führt der Austrag von Fluorwasserstoffsäure und Fluorid, die im Spülwasser und verbrauchten Reinigungsbad vorhanden sind, zu Umweltproblemen. Im Falle von Fe³&spplus;-haltigen Reinigungslösungen kann das Eisenhydroxid, das vor dem Reinigungsschritt in der vorab erfolgenden Heißwasserspülung vorhanden ist, im Wärmetauscher stecken bleiben.At present, the compositions normally used commercially for cleaning aluminum containers are aqueous sulfuric acid solutions containing hydrofluoric acid and at least one surfactant, or aqueous solutions containing phosphoric acid, nitric acid or Fe³⁺ and sulfuric acid and at least one surfactant. These cleaning solutions are are extremely effective and offer many advantages, but they still suffer from certain types of problems inherent in such acidic cleaning compositions. For example, these compositions can dissolve and corrode the stainless steel or other ferrous alloy equipment typically used in a vessel cleaning line. In addition, the discharge of hydrofluoric acid and fluoride present in the rinse water and spent cleaning bath creates environmental problems. In the case of Fe3+-containing cleaning solutions, the iron hydroxide present in the pre-hot water rinse prior to the cleaning step can become trapped in the heat exchanger.
In einem Versuch, diese Probleme zu lösen, wurden bereits alkalische Reinigungslösungen zubereitet; bekannte alkalische Reinigungslösungen sind jedoch selbst mit Problemen verbunden, die ihrer kommerziellen Anwendung entgegenstehen. Wenn zum Beispiel die Verwendung einer alkalimetallhydroxidhaltigen Reinigungslösung versucht wird, erhält man bei einem weiten Bereich von Aluminiumbehältern häufig eine unregelmäßige Ätzung. Wenn die Straße stromabwärts der Behälterreinigungsstraße aufgrund von Betriebsproblemen unterbrochen wird, während die Sprühanlage allein weiterarbeitet, wird außerdem durch übermäßiges Ätzen schwarzer Schmutz aus Bestandteilen von Aluminiumlegierungen erzeugt. Solche Behälter sind kommerziell unbrauchbar. Außerdem wächst die Hydroxidschicht auf der Oberfläche des Aluminiums nach einer alkalischen Reinigung weiter und wird wesentlich dicker als die Hydroxidschicht nach einer sauren Reinigung. Eine dicke Hydroxidschicht führt zu Problemen bei allen anschließenden Umwandlungsbehandlungen und führt entsprechend zu einer schlechten Korrosionsbeständigkeit. Schließlich wird nach einer alkalischen Reinigung von Legierungen, die Magnesium enthalten, Magnesium auf der Aluminiumoberfläche abgesondert, und die bewirkt unter anderem eine unbefriedigende Farbhaftung.In an attempt to solve these problems, alkaline cleaning solutions have been prepared; however, known alkaline cleaning solutions themselves have problems that preclude their commercial application. For example, if the use of a cleaning solution containing alkali metal hydroxide is attempted, irregular etching is often obtained on a wide range of aluminum containers. In addition, if the line downstream of the container cleaning line is interrupted due to operational problems while the spraying system continues to operate alone, black dirt from aluminum alloy components is produced by excessive etching. Such containers are commercially unusable. In addition, the hydroxide layer on the surface of the aluminum continues to grow after alkaline cleaning and becomes much thicker than the hydroxide layer after acid cleaning. A thick hydroxide layer causes problems in all subsequent conversion treatments and, accordingly, results in poor corrosion resistance. Finally, after an alkaline cleaning of alloys containing magnesium, magnesium is deposited on the aluminum surface, which causes, among other things, unsatisfactory paint adhesion.
Um diese Hydroxidschicht und das abgesonderte Mg zu entfernen, wird es daher nach einer alkalischen Reinigung notwendig, ein Waschen mit Säure einzuschalten, zum Beispiel mit Salpetersäure. Betrachtungen in bezug auf den Raum in der Anlage und die verfügbare Ausrüstung machen es jedoch schwierig, einen Schritt des Waschens mit Säure in die Behälterreinigungsstraße einzuführen. Insgesamt weisen alkalische Reinigungslösungen des Standes der Technik verschiedene Probleme auf, wie sie oben näher erläutert sind.In order to remove this hydroxide layer and the separated Mg, it is therefore necessary after an alkaline cleaning to Acid washing, for example with nitric acid. However, plant space and available equipment considerations make it difficult to introduce an acid washing step into the vessel cleaning line. Overall, prior art alkaline cleaning solutions suffer from several problems, as discussed in more detail above.
DE-A-1937841 offenbart ein Verfahren zur Reinigung von Aluminiumoberflächen mit einer wäßrigen alkalischen Zusammensetzung, die Natriumhydroxid, eine Aminoalkylphosphon- oder Hydroxyalkyldiphosphonsäure, ein Gluconat und ein Tensid umfaßt.DE-A-1937841 discloses a process for cleaning aluminium surfaces with an aqueous alkaline composition comprising sodium hydroxide, an aminoalkylphosphonic or hydroxyalkyldiphosphonic acid, a gluconate and a surfactant.
Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist die Einführung eines Verfahrens zur Reinigung von Aluminium und Aluminiumlegierungen, das eine gleichmäßige Ätzleistung zeigt, die bei fortgesetzter Verwendung keinen großen Veränderungen der Geschwindigkeit unterliegt, zu einer ausgezeichneten Schmutzentfernung führt und ohne Waschen mit Säure dennoch das Wachstum der Hydroxidschicht unterdrückt und an der Oberfläche abgesondertes Magnesium entfernt.The main object of the present invention is to introduce a process for cleaning aluminum and aluminum alloys, which exhibits a uniform etching performance, is not subject to large changes in speed with continued use, results in excellent dirt removal, and yet suppresses the growth of the hydroxide layer and removes magnesium segregated on the surface without acid washing.
Als konkretes Mittel zur Lösung der oben besprochenen Probleme in Verbindung mit dem Stand der Technik umfaßt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Reinigen von Aluminium durch In- Kontakt-Bringen der Oberfläche des Aluminiums mit einer wäßrigen alkalischen Reinigungszusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige alkalische Reinigungszusammensetzung einen pH-Wert von 10,0 bis 12,0 hat und im wesentlichen aus Wasser besteht sowie:As a concrete means of solving the problems discussed above in connection with the prior art, the present invention comprises a method for cleaning aluminum by bringing the surface of the aluminum into contact with an aqueous alkaline cleaning composition, characterized in that the aqueous alkaline cleaning composition has a pH of 10.0 to 12.0 and consists essentially of water, and:
(A) 0,5 bis 10,0 g/l einer Alkalibuilderkomponente, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Alkalimetallhydroxiden, anorganischen Alkalimetallphosphaten, Alkalimetallcarbonaten und Gemischen davon besteht;(A) 0.5 to 10.0 g/L of an alkali builder component selected from the group consisting of alkali metal hydroxides, inorganic alkali metal phosphates, alkali metal carbonates, and mixtures thereof;
(B) 0,5 bis 10,0 g/l einer Komponente, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Aminoalkylphosphonsäuren, Hydroxyalkyldiphosphonsäuren, wasserlöslichen Salzen davon und Gemischen von zwei oder mehreren davon besteht;(B) 0.5 to 10.0 g/l of a component selected from the group consisting of aminoalkylphosphonic acids, hydroxyalkyldiphosphonic acids, water-soluble salts thereof, and mixtures of two or more thereof;
(C) 0,1 bis 3,0 g/l einer Komponente, die ein Aluminiumionensequestrierendes Mittel ist und aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Alkalimetallgluconaten, Alkalimetallheptogluconaten, Alkalimetalloxalaten, Alkalimetalltartraten, Sorbit und Gemischen davon besteht; und(C) 0.1 to 3.0 g/l of a component which is an aluminium ion sequestering agent and is selected from the group consisting of alkali metal gluconates, alkali metal heptogluconates, alkali metal oxalates, alkali metal tartrates, sorbitol and mixtures thereof; and
(D) 0,5 bis 5,0 g/l einer Tensidkomponente.(D) 0.5 to 5.0 g/l of a surfactant component.
Dieses Reinigungsverfahren weist nicht nur eine sehr gleichmäßige Ätzgeschwindigkeit und Wirkung auf die Aluminiumoberfläche, sondern auch eine sehr robuste (= dauerhafte) Ätzleistung und ausgezeichnete Schmutzentfernungsleistung auf. Außerdem wird ein Wachstum der Hydroxidschicht verhindert, und das an der Oberfläche abgesonderte Magnesium wird entfernt. Es löst daher die zahlreichen Probleme, die mit den Beispielen des Standes der Technik verbunden sind.This cleaning method not only has a very uniform etching rate and effect on the aluminum surface, but also a very robust (= durable) etching performance and excellent dirt removal performance. In addition, growth of the hydroxide layer is prevented and the magnesium segregated on the surface is removed. It therefore solves the numerous problems associated with the prior art examples.
Das Alkalimetallsalz, das den Alkalibuilder umfaßt, besteht vorzugsweise aus einem oder mehreren Salzen, die aus dem Kalium- und Natriumhydroxid, -carbonat und anorganischen -phosphat ausgewählt sind, und Beispiele dafür sind Natriumhydroxid, Natriumcarbonat, Trinatriumphosphat und Kaliumhydroxid. Die zum Ätzen erforderliche Menge beträgt 0,5 bis 10,0 g/l und vorzugsweise 1,0 bis 5,0 g/l. Bei weniger als 0,5 g/l wird das Ätzen unbefriedigend, und die Aluminiumoberfläche wird ungleichmäßig. Bei Werten von über 10,0 g/l beobachtet man keine zusätzliche Wirkung in bezug auf die Ätzkapazität, während die Aluminiumoberfläche durch übermäßiges Ätzen rauh wird.The alkali metal salt comprising the alkali builder is preferably one or more salts selected from potassium and sodium hydroxide, carbonate and inorganic phosphate, and examples thereof are sodium hydroxide, sodium carbonate, trisodium phosphate and potassium hydroxide. The amount required for etching is 0.5 to 10.0 g/l and preferably 1.0 to 5.0 g/l. At less than 0.5 g/l, etching becomes unsatisfactory and the aluminum surface becomes uneven. At values above 10.0 g/l, no additional effect is observed in terms of etching capacity, while the aluminum surface becomes rough due to excessive etching.
Beispiele für die Aminoalkylphosphonsäure sind Aminotrimethylenphosphonsäure, die die chemische Formel:Examples of aminoalkylphosphonic acid are Aminotrimethylenephosphonic acid, which has the chemical formula:
N[-CH&sub2;- -(OH)&sub2;]&sub3; (1)N[-CH₂- -(OH)₂]₃ (1)
hat, und Ethylendiamintetramethylenphosphonsäure, die die chemische Formel:and ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid, which has the chemical formula:
[(HO)&sub2;- -CH&sub2;-]&sub2;N-(CH&sub2;)&sub2;-N[-CH&sub2;- -(OH)&sub2;]&sub2; (2)[(HO)₂- -CH₂-]₂N-(CH₂)₂-N[-CH₂- -(OH)₂]₂ (2)
hat, und ein Beispiel für die Hydroxyalkyldiphosphonsäure ist 1-Hydroxyethyliden-1,1-diphosphonsäure, die die chemische Formel: and an example of hydroxyalkyldiphosphonic acid is 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, which has the chemical formula:
hat.has.
Die Gesamtkonzentration von Phosphonsäuren und/oder ihrer Salze sollte vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 10,0 g/l liegen und liegt noch bevorzugter im Bereich von 2,0 bis 7,0 g/l. Mit weniger als 0,5 g/l wird gewöhnlich keine befriedigende Hemmung der Bildung von schwarzem Schmutz erreicht. Für Mengen von über 10,0 g/l wird kein zusätzlicher wesentlicher technischer Nutzen beobachtet, und höhere Konzentrationen sollten wegen der hohen damit verbundenen Kosten normalerweise vermieden werden.The total concentration of phosphonic acids and/or their salts should preferably be in the range of 0.5 to 10.0 g/l and more preferably in the range of 2.0 to 7.0 g/l. Less than 0.5 g/l will not usually provide satisfactory inhibition of black soil formation. For amounts above 10.0 g/l no additional significant technical benefit is observed and higher concentrations should normally be avoided due to the high costs involved.
Das Tensid unterliegt keiner besonderen Einschränkung hinsichtlich der Frage, ob es ein kationisches Tensid, anionisches Tensid, nichtionisches Tensid oder ein Gemisch von zweien oder mehreren dieser Typen ist. Beispiele für nichtionische Tenside sind Kohlenwasserstoffderivate, Abietinsäurederivate, ethoxylierte primäre Alkohole und modifizierte polyethoxylierte Alkohole. Jedenfalls muß wenigstens ein Tensid ausgewählt werden und vorhanden sein, und die Gesamtkonzentration an Tensiden sollte 0,5 bis 5,0 g/l und vorzugsweise 0,5 bis 2,5 g/l betragen.The surfactant is not particularly limited as to whether it is a cationic surfactant, anionic surfactant, non-ionic surfactant or a mixture of two or more of these types. Examples of non-ionic surfactants are hydrocarbon derivatives, abietic acid derivatives, ethoxylated primary alcohols and modified polyethoxylated alcohols. In any case, at least one surfactant must be selected and present and the total concentration of surfactants should be 0.5 to 5.0 g/l and preferably 0.5 to 2.5 g/l.
Bei dem aluminiumsequestrierenden Mittel kann es sich um Alkalimetallgluconate, Alkalimetallheptogluconate, Alkalimetalloxalate, Alkalimetalltartrate und/oder Sorbit handeln. Wenigstens eine Verbindung davon wird ohne Einschränkung ausgewählt und zu dem Reinigungsbad gegeben, damit es als aluminiumsequestrierendes Mittel dient. Das aluminiumsequestrierende Mittel sollte in einer Konzentration von 0,1 bis 3,0 g/l vorhanden sein. Bei Konzentrationen von weniger als 0,1 g/l wird die Bindung an Aluminiumionen, die während der Reinigung von der Aluminiumoberfläche abgelöst werden, schwach sein, und daher wird auch die Sequestrierungswirkung schwach sein. Die Ätzleistung und die Schmutzentfernung werden dann leicht durch Aluminiumionen, die sich im Reinigungsbad anhäufen, beeinträchtigt. Dagegen ist die Sequestrierungswirkung bei Konzentrationen von über 3,0 g/l gesättigt, und eine Steigerung der Wirkung kann nicht erwartet werden.The aluminium sequestering agent may be alkali metal gluconates, alkali metal heptogluconates, alkali metal oxalates, alkali metal tartrates and/or sorbitol. At least one compound thereof is selected without limitation and added to the cleaning bath to act as an aluminium sequestering agent. The aluminium sequestering agent should be present in a concentration of 0.1 to 3.0 g/l. At concentrations of less than 0.1 g/l, the binding to aluminium ions released from the aluminium surface during cleaning will be weak and therefore the sequestering effect will also be weak. The etching performance and dirt removal will then be easily impaired by aluminium ions accumulating in the cleaning bath. On the other hand, at concentrations of more than 3.0 g/l, the sequestering effect is saturated and an increase in effect cannot be expected.
Der pH-Wert des Reinigungsbades sollte im Bereich von 10,0 bis 12,0 liegen. Bei Werten von weniger als 10,0 wird die Aluminiumoberfläche aufgrund unzureichender Ätzung gewöhnlich ungleichmäßig sein, und der an dem Aluminium haftende Schmutz kann nicht in befriedigendem Ausmaß entfernt werden. Bei pH-Werten von über 12,0 wird die Korrosionsbeständigkeit (Schwärzung) nach der Umwandlungsbehandlung aufgrund der Erzeugung von Spuren scharzen Schmutzes infolge übermäßiger Ätzung reduziert.The pH of the cleaning bath should be in the range of 10.0 to 12.0. At values less than 10.0, the aluminum surface will usually be uneven due to insufficient etching, and the dirt adhering to the aluminum cannot be removed to a satisfactory extent. At pH values above 12.0, the corrosion resistance (blackening) after the conversion treatment will be reduced due to the generation of traces of black dirt as a result of excessive etching.
Der Nutzen der vorliegenden Erfindung wird unten anhand von mehreren veranschaulichenden und Vergleichsbeispielen konkreter erläutert.The utility of the present invention is explained more concretely below by means of several illustrative and comparative examples.
Die Zusammensetzung des Reinigungsbades für jedes Beispiel ist in Tabelle 1 angegeben, in der die verwendeten Tenside durch Zahlen mit der folgenden Bedeutung angegeben sind (EO = Ethylenoxid; PO = Propylenoxid):The composition of the cleaning bath for each example is given in Table 1, in which the surfactants used are indicated by numbers with the following meaning (EO = ethylene oxide; PO = propylene oxide):
Tensid (1): Addukt {Nonylphenol + 11 mol EO} (Typ Kohlenwasserstoffderivat)Surfactant (1): Adduct {nonylphenol + 11 mol EO} (type hydrocarbon derivative)
Tensid (2): Addukt {höherer Alkohol + 5 mol EO + 10 mol PO} (Typ Kohlenwasserstoffderivat)Surfactant (2): adduct {higher alcohol + 5 mol EO + 10 mol PO} (hydrocarbon derivative type)
Tensid (3): Addukt {Nonylphenol + 18 mol EO} (Typ Kohlenwasserstoffderivat)Surfactant (3): Adduct {nonylphenol + 18 mol EO} (type hydrocarbon derivative)
Tensid (4): Addukt {höherer Alkohol + 5 mol EO + 15 mol PO} (Typ Kohlenwasserstoffderivat) Tabelle 1. Zusammensetzung von Reinigungsbädern für Aluminium und Aluminiumlegierung Nummer Alkalimetallsalz Organophosphonsäure Al-sequestrierendes Mittel Beispiele Vergleichsbeispiele Ethylendiamintetramethylenphosphonsäure Na-heptoglucanat 1-Hydroxyethyliden-1,1-diphosphonsäure Na-gluconat Aminotrimethylenphosphonsäure Kaliumoxalat Na-tartrat Natriumheptoglucanat 5% Salpetersäure (Tabelle 1 wird auf der nächsten Seite fortgesetzt) Tabelle 1. Zusammensetzung von Reinigungsbädern für Aluminium und Aluminiumlegierung (Fortsetzung von voriger Seite) Nummer Tensid (alkalische Reinigungslösung) Bad-pH Beispiele VergleichsbeispieleSurfactant (4): Adduct {higher alcohol + 5 mol EO + 15 mol PO} (hydrocarbon derivative type) Table 1. Composition of cleaning baths for aluminum and aluminum alloy Number Alkali metal salt Organophosphonic acid Al sequestrant Examples Comparative examples Ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid Na heptoglucanate 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid Na gluconate Aminotrimethylenephosphonic acid Potassium oxalate Na tartrate Sodium heptoglucanate 5% nitric acid (Table 1 continues on the next page) Table 1. Composition of cleaning baths for aluminium and aluminium alloys (Continued from previous page) Number Surfactant (alkaline cleaning solution) Bath pH Examples Comparative examples
Ungereinigte gezogene und abgestreckte zylindrische Behälter mit einem Durchmesser von 66 Millimeter (im folgenden "mm") und einer Höhe von 124 mm, die aus Blech einer Aluminiumlegierung des Typs A3004 hergestellt wurden.Uncleaned drawn and ironed cylindrical containers with a diameter of 66 millimetres (hereinafter "mm") and a height of 124 mm, made from sheet of aluminium alloy of type A3004.
Die Badtemperatur, das Behandlungsverfahren und die Behandlungszeit sind in Tabelle 2 für jedes Beispiel angegeben. Die Reinigung jedes Probebehälters wurde in den Beispielen gemäß einem der folgenden Verfahrensabläufe (1) und (2) durchgeführt, je nach dem durchzuführenden Test, wie es unten näher angegeben ist.The bath temperature, treatment method and treatment time are given in Table 2 for each example. The cleaning of each sample container in the examples was carried out according to one of the following procedures (1) and (2), depending on the test to be performed, as detailed below.
1. Reinigung1. Cleaning
2. Spülen mit Leitungswasser (10 Sekunden, Sprühen)2. Rinse with tap water (10 seconds, spray)
3. Spülen mit entionisiertem Wasser (10 Sekunden, Sprühen)3. Rinse with deionized water (10 seconds, spray)
4. Trocknen (Heißluft, 180ºC)4. Drying (hot air, 180ºC)
1. Reinigung1. Cleaning
2. Spülen mit Wasser (10 Sekunden, Sprühen)2. Rinse with water (10 seconds, spray)
3. Umwandlungsbehandlung wie folgt:3. Conversion treatment as follows:
Mittel: ALODINE von Nihon Parkerizing Co., Ltd.Agent: ALODINE from Nihon Parkerizing Co., Ltd.
Konzentration: 2%Concentration: 2%
Temperatur: 32ºCTemperature: 32ºC
pH: 3,0pH: 3.0
Zeit: 30 SekundenTime: 30 seconds
Verfahren: SprühenMethod: Spraying
4. Spülen mit Leitungswasser (10 Sekunden, Sprühen)4. Rinse with tap water (10 seconds, spray)
5. Spülen mit entionisiertem Wasser (10 Sekunden, Sprühen)5. Rinse with deionized water (10 seconds, spray)
6. Trocknen (Heißluft, 180ºC) Tabelle 2. Reinigungsbedingungen und Ergebnisse Nummer Behandlungsbedingungen Badtemperatur ºC Verfahren Zeit (Sekunden)* Beispiele Vergleichsbeispiele Sprühen Eintauchen * Diese Zeit betrug bei der Bewertung der Bildung von schwarzem Schmutz in den Beispielen und Vergleichsbeispielen stets 10 Minuten6. Drying (hot air, 180ºC) Table 2. Cleaning conditions and results Number Treatment conditions Bath temperature ºC Method Time (seconds)* Examples Comparative examples Spraying Immersion * This time was always 10 minutes when evaluating the formation of black soil in the examples and comparative examples
(Tabelle 2 wird auf der nächsten Seite fortgesetzt) Tabelle 2. Reinigungsbedingungen und Ergebnisse (Fortsetzung von voriger Seite) Nummer Ergebnisse Schmutzentfernung Wasserbenetzbarkeit Erzeugung von schwarzem Schmutz Schwärzung Farbhaftung Beispiele Vergleichsbeispiele(Table 2 continues on the next page) Table 2. Cleaning conditions and results (continued from previous page) Number Results Soil removal Water wettability Black soil generation Blackening Ink adhesion Examples Comparative examples
Nach dem Trocknungsschritt 4 in Verfahrensablauf (1) wurde dasselbe Cellophanband an drei Stellen der Innenwand des Behälters angebracht und abgezogen, und der an dem Band haftende Schmutz wurde visuell auf einer 5-Punkte-Skala bewertet: After drying step 4 in process (1), the same cellophane tape was applied and peeled off at three locations on the inner wall of the container, and the dirt adhering to the tape was visually evaluated on a 5-point scale:
Nach dem Schritt 2 des Spülens mit Wasser in Verfahrensablauf (1) ließ man den Behälter 30 Sekunden stehen, und die von Wasser benetzte Fläche wurde dann in % bewertet.After step 2 of rinsing with water in procedure (1), the container was left to stand for 30 seconds and the area wetted by water was then evaluated in %.
Der Reinigungsschritt 1 in Verfahrensablauf (1) wurde 10 Minuten lang durchgeführt. Nach dem Trocknungsschritt 4 in Verfahrensablauf (1) wurde die Haftung von schwarzem Schmutzprodukt an dem Behälter visuell auf der folgenden Skala bewertet. Cleaning step 1 in process sequence (1) was carried out for 10 minutes. After drying step 4 in process sequence (1), the adhesion of black soil product to the container was visually assessed on the following scale.
Nach dem Trocknungsschritt 6 in Verfahrensablauf (2) wurde der Boden des Behälters 30 Minuten in siedendes Leitungswasser eingetaucht, und das Ausmaß der Schwärzung wurde dann visuell bewertet und auf der folgenden Skala dargestellt. After drying step 6 in procedure (2), the bottom of the container was immersed in boiling tap water for 30 minutes and the extent of blackening was then visually assessed and presented on the following scale.
Nach dem Trocknungsschritt 6 in Verfahrensablauf (2) wurde ein Epoxy-Harnstoff-Farbsystem (Filmdicke = 5 µm) auf den Behälter aufgetragen, anschließend wurde 3 Minuten bei 215ºC gebrannt. Dann wurde ein Gittermuster in die Innenfläche des Behälters geschnitten, und der Behälter wurde anschließend 60 Minuten in siedende Testlösung eingetaucht (Testlösung = 5 g/l Natriumchlorid und 5 g/l Zitronensäure in entionisiertem Wasser). Danach wurde mit Wasser gespült, spontan getrocknet und mit einem Band abgezogen, und das Ausmaß der Abschälung wurde visuell bewertet und auf der folgenden Skala dargestellt. After drying step 6 in procedure (2), an epoxy-urea paint system (film thickness = 5 µm) was applied to the container, followed by baking at 215ºC for 3 minutes. A grid pattern was then cut into the inner surface of the container, and the container was subsequently immersed in boiling test solution (test solution = 5 g/L sodium chloride and 5 g/L citric acid in deionized water) for 60 minutes. This was followed by rinsing with water, spontaneous drying and peeling with a tape, and the extent of peeling was visually assessed and presented on the following scale.
Wie bei den Beispielen ist die Zusammensetzung des Reinigungsbades in Tabelle 1 angegeben, und die Badtemperatur, das Behandlungsverfahren und die Behandlungszeit sind in Tabelle 2 angegeben. Das Testmaterial war dasselbe wie in den Beispielen. Die Behandlungsverfahren und das Testen und Bewerten der Eigenschaften waren ebenfalls dieselben wie in den Beispielen.As with the examples, the composition of the cleaning bath is shown in Table 1, and the bath temperature, treatment method and treatment time are shown in Table 2. The test material was the same as in the examples. The treatment methods and testing and evaluation of the properties were also the same as in the examples.
Die in diesem Vergleichsbeispiel 5 verwendete Zusammensetzung des Reinigungsbades in Tabelle 1 angegeben, und das Testmaterial war dasselbe wie in den Beispielen. Im Gegensatz zu den Beispielen und den Vergleichsbeispielen 1-3 wurde für dieses Beispiel jedoch eine saure Reinigung verwendet. Der Ablauf des Reinigungsverfahrens (3) war wie unten gezeigt. Die Wasserbenetzbarkeit wurde unmittelbar nach dem Schritt 4 des Spülens mit Wasser in dem folgenden Ablauf getestet, und die Bildung von schwarzem Schmutz und die Entfernung des Schmutzes wurden anhand von Proben bewertet, die nach Schritt 4 aus dem Verfahrensablauf herausgenommen und dann getrocknet wurden. Die Schwärzung und Haftung wurden nach Schritt 8 in Verfahrensablauf (3) bewertet.The composition of the cleaning bath used in this Comparative Example 5 is shown in Table 1, and the test material was the same as in Examples. However, unlike Examples and Comparative Examples 1-3, acid cleaning was used for this Example. The procedure of the cleaning process (3) was as shown below. The water wettability was tested immediately after the step 4 of rinsing with water in the following procedure, and the formation of black dirt and the removal of dirt were evaluated using samples taken out of the procedure after step 4. and then dried. The blackening and adhesion were evaluated after step 8 in procedure (3).
1. Reinigung (60ºC, Sprühen, 50 Sekunden)1. Cleaning (60ºC, spray, 50 seconds)
2. Spülen mit Wasser (10 Sekunden, Sprühen)2. Rinse with water (10 seconds, spray)
3. Spülen mit Säure (40ºC, Sprühen, 30 Sekunden)3. Rinse with acid (40ºC, spray, 30 seconds)
4. Spülen mit Leitungswasser (10 Sekunden, Sprühen)4. Rinse with tap water (10 seconds, spray)
5. Umwandlungsbehandlung (wie in den Beispielen)5. Conversion treatment (as in the examples)
6. Spülen mit Leitungswasser (10 Sekunden, Sprühen)6. Rinse with tap water (10 seconds, spray)
7. Spülen mit entionisiertem Wasser (10 Sekunden, Sprühen)7. Rinse with deionized water (10 seconds, spray)
8. Trocknen (180ºC, Heißluft)8. Drying (180ºC, hot air)
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Reinigung von Aluminium und Aluminiumlegierungen erzeugt in bezug auf alle getesteten Aspekte (Schmutzentfernungsleistung, Wasserbenetzbarkeit, Bildung von schwarzem Schmutz, Schwärzung, Farbhaftung) einen ausgezeichneten Oberflächenzustand, ohne daß ein Waschen mit Säure erforderlich ist.The process of the present invention for cleaning aluminum and aluminum alloys produces an excellent surface finish in all aspects tested (soil removal performance, water wettability, black soil formation, blackening, paint adhesion) without the need for acid washing.
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